Лабораторная работа № 6. Синтез хлороформа

Посуда и приборы: круглодонная колба на 100 мл, насадка Вюрца, капельная воронка, холодильник Либиха, аллонж, приемная колба, делительная воронка.

Реактивы: ацетон – 6 мл, вода – 6 мл, хлорная известь (35 вес. % активного хлора)– 35 г, вода – 70 мл, гидроксид натрия (2 %-й раствор)– 15 мл, сульфат натрия – 5 г.

Ход работы: собирают установку, как показано на рис. 5. Предварительно 35 г хлорной извести растирают в 70 мл холодной воды и помещают в реакционную колбу. В капельную воронку наливают смесь 6 мл ацетона и 6 мл воды. Чтобы предохранить отогнанный хлороформ от испарения, его собирают под воду (в приемник наливают 5 мл воды). Затем из капельной воронки в колбу по каплям приливают большую часть водного раствора ацетона и осторожно нагревают колбу на асбестовой сетке. Нагревание ведут осторожно, не допуская переброса реакционной смеси из колбы в приемник. Содержимое колбы начинает пениться, а пары хлороформа конденсируются в холодильнике и поступают в приемник в виде тяжелых капель. После того, как хлороформ перестанет собираться в приемнике, добавляют оставшийся в капельной воронке водный раствор ацетона и нагревают колбу в течение 10–15 мин.

Рис.5. Установка для синтеза хлороформа:

1 – круглодонная колба; 2 – насадка Вюрца, 3 – капельная воронка; 4 – холодильник Либиха; 5 – аллонж; 6 – приемник.

С помощью делительной воронки отогнанный хлороформ отделяют от воды и промывают сначала 2 %-м раствором гидроксида натрия, а затем водой. Хлороформ сушат над сульфатом натрия.

Хлороформ очищают перегонкой, собирая фракцию при Т_кип 58–63 С.

Хлороформ – бесцветная жидкость с эфирным запахом и сладким вкусом; Т_кип 61,15 С; d₄²⁰ 1,4832; n_D²⁰ 1,44; нерастворим в воде, смешивается с большинством органических растворителей.

Лабораторная работа № 7. Синтез диоксана

Посуда и приборы: круглодонная колба на 100 мл, насадка Вюрца, термометр, холодильник Либиха, аллонж, хлоркальциевая трубка, приемная колба, делительная воронка.

Реактивы: этиленгликоль (сухой) – 28 мл, серная кислота (d 1,84) – 2,2 мл, карбонат калия (10 %-й раствор), карбонат калия (безводный), гидроксид калия (твердый), натрий (металлический).

Ход работы: в круглодонную колбу на 100 мл, снабженную нисходящим холодильником и термометром (рис. 5), вносят 28 мл сухого этиленгликоля и 2,2 мл концентрированной серной кислоты (d 1,84). Реакционную смесь осторожно нагревают и медленно отгоняют диоксан при температуре 84–88 °С (по ходу перегонки она растет до 102 °С).

Рис. 5. Установка для синтеза диоксана: 1 – реакционная колба; 2 – насадка Вюрца; 3 – термометр; 4 – холодильник Либиха; 5 – аллонж; 6 – хлоркальциевая трубка; 7 – приемная колба

К концу отгонки жидкость в колбе чернеет, вспенивается и выделяет диоксид серы, поэтому ее перегонку прекращают, а остатки жидкости в колбе нейтрализуют 10 %-м раствором карбоната калия. Дистиллят же из приемной колбы переносят в делительную воронку и обрабатывают раствором карбоната калия. Верхний слой отделяют и сушат сначала безводным карбонатом калия, а потом твердым гидроксидом калия. Имеющиеся следы уксусного альдегида осмоляются под действием щелочи и полученный диоксан темнеет.

Получившийся целевой продукт отделяют от щелочи, к нему добавляют несколько маленьких кусочков свежепорезанного металлического натрия и кипятят 30 мин с обратным холодильником. Затем колбу охлаждают, добавляют еще несколько таких же кусочков натрия и перегоняют, отбирая фракцию с Т_кип 100–103 °С.

Диоксан – это бесцветная жидкость; Т_пл 11,8 °С; Т_кип 101,8 °С; d₄²⁰ 1,0338, n_D²⁰ 1,4232; смешивается с водой и органическими растворителями; дает азеотроп с водой; образует комплексы с галогенами.